2019-2020学年高二化学人教版选修2第四单元化学与技术的发展练习题

第四单元化学与技术的发展练习题

一．选择题（共48分）

1．为了防止水污染，我国许多地区对洗衣粉的成分加以限制，这些地区不得再销售使用的洗衣粉中含有（）

A．硅酸钠B．烷基苯磺酸钠

C．三聚磷酸钠D．蛋白酶

2．通过一步反应不能直接完成的是（）

A．N2→NO2B．NO2→NO

C．Cu→Cu（NO3）2D．NH3→NO

3．化学与生活、社会密切相关．下列说法不正确的是（）

A．可利用废油脂制肥皂

B．合金中可能含有非金属元素

C．水玻璃可用于制造木材防火剂

D．煤经气化和液化的物理变化可变为清洁燃料

4．关于肥皂与合成洗涤剂的比较，下列说法正确的是（（）

A．肥皂可以在硬水中使用，而合成洗涤剂不行

B．合成洗涤剂去污能力比肥皂强，适合洗衣机使用

C．造合成洗涤剂的原料使宜

D．制造肥皂的原料便宜

5．既能发生加成反应，又能发生皂化反应的是（）

A．植物油B．甘油C．油酸D．软脂酸

6．肥皂溶于热的蒸馏水中，冷却后用盐酸处理，得到的沉淀是（）A．氯化钠B．高级脂肪酸钠

C．高级脂肪酸D．苯甲酸

7．下列物质间转化符合工业生产实际的是（）

A．N NO NO2HNO3

B．海水Mg（OH）2MgCl2（aq）Mg

C．S SO3H2SO4

D．NaCl（饱和溶液）Cl2漂白粉

8．含氮化合物在水体中过多蓄积会导致水体富营养化，需将其从水体中除去，该过程称为脱氮。常用的脱氮方法有吹脱法和折点氯化法。吹脱法：调节水体pH至8左右，然后持续向水中吹入大量空气。折点氯化法：调节水体pH至6左右，向水中加入适量NaClO．下列分析不正确的是（）

A．含氨和铵盐的水体中存在平衡NH4++OH﹣?NH4?H2O?NH3+H2O

B．吹脱法的原理是通过鼓气降低NH3浓度，从而降低水中NH3?H2O与NH4+的含量C．折点氯化法除NH4+的原理为：2NH4++3ClO﹣═N2↑+3Cl﹣+3H2O+2H+

D．吹脱法无法对含NO2﹣的水体脱氮，但折点氯化法可以对含NO2﹣的水体脱氮

9．下列有关氮及其化合物说法正确的是（）

A．实验室利用铁片与稀硫酸或稀硝酸反应制取H2

B．氨易液化，可用来做制冷剂

C．用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO

D．常温下，N2既能与O2反应，又能与H2反应

10．下列转化不能通过一步反应完成的是（）

①N2→NO2

②NO2→NO

③NH3→NO

④Cu→Cu（NO3）2

⑤HNO3→NO2

A．①②B．①C．②③D．④⑤

11．固体碳酸盐加热产物较复杂，某兴趣小组对NH4NO3的热分解产物提出了四种猜想：甲：N2，HNO3，H2O 乙：N2O，NO2，H2O 丙：NH3，N2，H2O 丁：N2，NO2，H2O

你认为猜想有科学性不正确的是（）

A．甲和乙B．乙和丁C．乙和丙D．丙和丁

12．电催化N2还原制NH3的一种反应机理如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示，下列说法不正确的是（）

A．N2生成NH3是通过多步还原反应实现的

B．两个氮原子上的加氢过程同时进行

C．析氢反应（H*+H*→H2）不会影响NH3的生成

D．NH3的及时脱附有利于增加催化剂活性位

二．填空题（共52分）

13．氮氧化物（NOx）是大气污染物之一。工业上在一定的温度和催化剂条件下，可用NH3来消除NO x的污染，生成两种对环境无害的物质。

（1）请写出NH3与NO2反应的化学方程式。

（2）①写出实验室中由固体物质制取氨气的化学方程式；

②欲收集一瓶干燥的氨气，选择下图中的装置，其连接顺序为：发生装置→（按

气流方向，用小写字母表示）

（3）电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NO x的装置如图所示（图中电极均为石墨电极）。若用NO2气体进行

模拟电解法吸收实验。

①写出电解时NO2发生反应的电极反应式：。

②若有标准状况下2.24 LNO2被吸收，通过阳离子交换膜（只允许阳离子通过）的H+为

mol。

14．物质类别和核心化合价是研究物质性质的两个重要角度。含氮元素的物质丰富多样，如图为氮及部分化合物的“价﹣类二维图”，回答下列问题：

（1）图中物质可用于填充粮仓、抑制粮食霉烂的是。

（2）写出反应①的离子方程式。

（3）240℃、TiO2催化条件下，NO与NH3转化为可直接排放的气体，写出反应的化学方程式。

（4）观察A在图中的位置，推测其化学式为。

（5）预测NaNO2既有氧化性又有还原性，补充完整验证NaNO2溶液具有还原性的实验方案：取少量NaNO2溶液于试管中，加适量H2SO4，。（可选药品：石蕊试液、KMnO4溶液、Na2S溶液）

15．氨氮（水中以NH3和NH4+形式存在的氮）含量是环境水体污染的一项重要指标，其氧化过程会造成水体中溶解氧浓度降低，导致水质下降，影响水生动植物的生长。

（1）水中NH3和NH4+两者的浓度比取决于水体的pH和水温。当pH偏高时，比例较高，原因是（请用离子方程式表示）。

（2）空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法。在一定条件下，向水体中加入适量NaOH充分反应后，再向水中通入空气，可增大NH3的脱除率，用平衡移动原理解释其原因：。

（3）在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的NH3能够被O2 氧化生成亚硝酸（HNO2）NH3+O2 →HNO2+□

①请将上述化学方程式补充完整，并配平。

②反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

③若反应中有0.6 mol电子发生转移，生成亚硝酸的质量为。

水中溶氧量（DO）是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示。DO的测定原理如下：①2Mn2++O2+4OH﹣→2MnO（OH）2↓②MnO（OH）2 +2 I ﹣+4 H+→Mn2++I2+3H2O③2S2O32﹣+I2 →S4O62﹣+2I﹣

（4）某小组同学取100.00 mL水样经反应①和②后，取出20.00mL溶液，以淀粉作指示剂，用a mol/L Na2S2O3溶液进行滴定，终点现象为；滴定消耗Na2S2O3溶液b mL，水样的DO＝mg/L。

16．从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质，是一种行之有效的方法。以下是氮元素形成物质的价类二维图的及氮的循环的部分信息。

（1）①是一种人工固氮的重要途径，该反应的化学方程式是。

（2）②的化学方程式是。

（3）⑤的化学方程式是（任写一种）。

（4）R可与NaOH溶液反应：HNO2+NaOH═NaNO2+H2O，该反应体现了R（HNO2）的性。

（5）Q的化学式是，Q属于酸性氧化物，写出Q与水反应的化学方程式。

（6）L在水体中过多蓄积会导致水体富营养化。将水体调节为酸性后加入适量NaClO，可将L中阳离子转化为无污染气体以去除。写出L与NaClO反应的离子方程式。

参考答案与试题解析

一．选择题

1．【解答】解：含磷洗衣粉的禁用，是防止水体富营养化污染的重要举措。因为含磷洗衣粉的禁用后，使生活污水中的磷等营养元素就会减少，也就不会再是促进水中的藻类等浮游植物和浮游动物大量繁殖，大大减缓了水体的富营养化污染现象。

故选：C。

2．【解答】解：A．N2+O2＝2NO，不能够一步反应生成二氧化氮，故A选；

B.3NO2+H2O＝2HNO3+NO，所以一步可以完成，故B不选；

C．Cu+4HNO3（浓）＝Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，所以一步可以完成，故C不选；

D．氨气催化氧化生成一氧化氮，所以能一步反应完成，故D不选；

故选：A。

3．【解答】解：A．油脂是高级脂肪酸甘油酯，水解生成高级脂肪酸钠，故A正确；

B．合金是由两种或两种以上的金属与金属（或非金属）经一定方法所合成的具有金属特性的物质。合金材料中一定有金属，也可能含有非金属元素，故B正确；

C．把硅酸钠作为木材防火剂则充分利用了其不燃不爆的物理性质，本身硅酸钠就不燃烧，而将硅酸钠涂在木材表面就阻隔了木材与空气中氧气的直接接触，故C正确；

D．煤的气化是将其转化为可燃性气体的过程，属于化学变化；煤的液化是使煤与氢气作用生成液体燃料，属于化学变化，故D错误。

故选：D。

4．【解答】解：A．肥皂的有效成分为硬脂酸钠，而C17H35COO﹣能与硬水中的Ca2+、Mg2+结合形成沉淀，而使C17H35COO﹣失去除污能力，降低了洗涤效果，洗涤剂去污是乳化作用从而去污，对水质要求不高，故A错误；

B．肥皂洗衣，是把肥皂直接涂抹在衣物上，可以使污垢接触较高浓度的活性成分，即使是较脏的衣物，也能达到良好的去污效果，合成洗涤剂适合洗衣机使用，但去污能力比肥皂弱，故B错误；

C．合成洗涤剂的原料主要是石油裂解产品，比较便宜，故C正确；

D．肥皂的主要成分是高级脂酸钠，是油脂在碱性条件下的水解产物，成本相对高一些，故D错误；

故选：C。

5．【解答】解：A、植物油为脂肪，结构中含碳碳双键，故既能发生皂化反应又能发生加成反应，故A正确；

B、甘油为丙三醇，既不能发生皂化反应又不能发生加成反应，故B错误；

C、油酸是不饱和酸，不能发生皂化反应，但能发生加成反应，故C错误；

D、软脂酸是饱和酸，既不能发生皂化反应又不能发生加成反应，故D错误。

故选：A。

6．【解答】解：肥皂的成分是高级脂肪酸钠，能与盐酸反应生成高级脂肪酸和氯化钠溶液，高级脂肪酸是沉淀。

故选：C。

7．【解答】解：A、工业上用NH3催化氧化制取NO，而不是用氮气和氧气反应制取，故A 错误；

B、镁离子在溶液中不放电，故电解氯化镁溶液不能得到金属镁，应电解的是熔融的氯化

镁，故B错误；

C、硫磺燃烧不能生成三氧化硫，无论氧气过量与否，都生成二氧化硫，故C错误；

D、工业上用电解饱和食盐水的方法来制取氯气，然后将氯气和石灰乳反应制取漂白粉，

故D正确。

故选：D。

8．【解答】解：A．含氨和铵盐的水体中存在一水合氨的电离平衡及一水合氨的分解平衡，所以含有氨和铵盐的水体中存在平衡NH4++OH﹣?NH4?H2O?NH3+H2O，故A正确；

B．通过鼓气降低NH3溶解度从而降低其浓度，则NH4++OH﹣?NH4?H2O?NH3+H2O中平衡正向移动，从而降低水中NH3?H2O与NH4+的含量，故B正确；

C．NH4+中N元素为﹣3价，所以具有还原性，NaClO具有强氧化性，则NH4+能被NaClO 氧化生成氮气和HCl，离子方程式为2NH4++3ClO﹣═N2↑+3Cl﹣+3H2O+2H+，故C正确；

D．吹脱法是利用物理方法脱氮，无法对含NO2﹣的水体脱氮，折点氯化法是利用ClO﹣的强氧化性将NO2﹣氧化成NO3﹣，N元素不能脱离水体，所以无法脱氮，故D错误；

故选：D。

9．【解答】解：A．稀硝酸具有强氧化性，和铁片反应生成NO气体，不能生成H2，实验室利用铁片与稀硫酸或稀盐酸反应制取H2，不能选择稀硝酸，故A错误；

B．氨易液化为液氨，液氨汽化时要吸收大量热，降低环境温度，所以液氨可用来做制冷剂，故B正确；

C．NO和空气中氧气反应生成二氧化氮，NO可用排水法收集，不能用向上排空气法收集，故C错误；

D．N2与O2反应的条件是放电或高温，N2与H2反应的条件是高温、高压、催化剂，所以常温下N2既不能与O2反应，也不能与H2反应，故D错误；

故选：B。

10．【解答】解：①N2和氧气放电条件反应生成NO，NO和氧气反应生成二氧化氮，不能一步反应生成NO2，故①符合；

②3NO2+H2O＝HNO3+NO，能一步实现反应，故②不符合；

③4NH3+5O24NO+6H2O，能一步实现反应，故③不符合；

④3Cu+8HNO3＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，能一步实现反应，故④不符合；

⑤4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O，能一步实现反应，故⑤不符合；

故选：B。

11．【解答】解：在110°C时

NH4NO3＝NH3↑+HNO3，

在185～200°C时：

NH4NO3＝N2O+2H2O

在230°C以上时：

2NH4NO3＝2N2+O2+4H2O

在400°C以上时，发生爆炸：

4NH4NO3＝3N2↑+2NO2↑+8H2O

甲，氮元素化合价变化可知符合氧化还原反应电子守恒，

乙：若生成N2O，需要﹣3价氮元素和+5价氮元素归中反应得到，生成N2O，NO2，H2O 不遵循氧化还原反应电子守恒，

丙：生成NH3，N2，H2O的化合价变化不符合氧化还原反应电子守恒，

丁：若生成N2，NO2，H2O，变化过程中但也是化合价变化符合电子守恒，

故选：C。

12．【解答】解：A．N2生成NH3的过程中氮原子结合氢原子，氮元素化合价降低，被还原发生还原反应，N2生成NH3是通过多步还原反应实现的，故A正确；

B．两个氮原子上的加氢过程是分步进行的，故B错误；

C．析氢反应（H*+H*→H2），减少H*，会影响NH3的生成，故C错误；

D．NH3的及时脱附，有利于电催化N2还原制NH3的反应速率，有利于增加催化剂活性位，故D正确。

故选：BC。

二．填空题

13．【解答】解：（1）NH3与NO2反应的化学方程式：6NO2+8NH37N2+12H2O，故答案为：6NO2+8NH37N2+12H2O；

（2）①实验室制备氨气的原理是利用固体氯化铵和氢氧化钙加热反应生成，反应的化学方程式：2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+CaCl2+2H2O，

故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2NH3↑+2H2O；

②欲收集一瓶干燥的氨气，选择如图中的装置，利用固体和固体加热制备气体选择A装

置为发生装置，通过装置C干燥氨气，氨气比空气轻，收集导气管短进长出，连接干燥管，最后剩余气体吸收，用装置F防止倒吸，其连接顺序为：发生装置a→d→c→f→e→（dc）→i，

故答案为：d、c→f、e→（dc）→i；

（3）电解时，左室中A电极上氢离子放电生成氢气，则A电极为阴极，发生还原反应，右室B电极为阳极室，阳极上通入的是氮氧化物，生成的硝酸，

①右室B电极为阳极室，阳极上通入的是氮氧化物，生成的硝酸，电极反应式为NO2﹣

e﹣+H2O＝NO3﹣+2H+，

故答案为：NO2﹣e﹣+H2O＝NO3﹣+2H+；

②标准状况下2.24 L NO2被吸收即n（NO2）＝0.1mol，阳极反应式为NO2﹣e﹣+H2O＝

NO3﹣+2H+，有0.2mol氢离子生成，因为有0.1mol硝酸生成，则有0.1mol氢离子引入阴极室，所以通过阳离子交换膜的H+为0.1mol，

故答案为：0.1。

14．【解答】解：（1）图中6种物质中氮气无污染或危害，并且氮气化学性质稳定、不能供呼吸，可用于填充粮仓、抑制粮食霉烂，

故答案为：氮气（或N2）；

（2）反应①是NO2发生歧化反应生成NO和HNO3，反应的离子方程式为3NO2+H2O

＝2H++2NO3﹣+NO，

故答案为：3NO2+H2O＝2H++2NO3﹣+NO；

（3）240℃、TiO2催化条件下，NO与NH3反应生成氮气和水，反应的化学方程式6NO+4NH3＝5N2+6H2O，

故答案为：6NO+4NH3＝5N2+6H2O；

（4）图中A点对应的物质是N的化合价为+3的含氧酸，为亚硝酸，化学式为HNO2，故答案为：HNO2；

（5）验证NaNO2具有还原性，需要加入氧化性物质，而石蕊没有氧化性、Na2S具有强还原性，所以可加入强氧化剂KMnO4，实验方案为：少量NaNO2溶液于试管中，加适量H2SO4，滴入2～3滴KMnO4溶液，紫色褪去，说明NaNO2反应氧化反应、表现出还原性，

故答案为：滴入2～3滴KMnO4溶液，紫色褪去，说明NaNO2具有还原性。

15．【解答】解：（1）水中NH3和NH4+两者的浓度比取决于水体的pH和水温，当pH偏高时，NH3比例较高，原因是铵根离子结合氢氧根离子生成氨气，反应的离子方程式为：NH4++OH﹣＝NH3 +H2O，

故答案为：NH3 ；NH4++OH﹣＝NH3 +H2O；

（2）在一定条件下，向水体中加入适量NaOH可使NH3的脱除率增大，是因氨在水中存在平衡为NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣，加入NaOH后OH﹣浓度增大平衡逆向移动，故有利于氨的脱除，

故答案为：氨在水中存在平衡：NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH﹣，加入NaOH后OH﹣浓度增大平衡逆向移动，故有利于氨的脱除；

（3）①氨能够被氧气氧化生成亚硝酸（HNO2），由质量守恒定律可知还生成水，该反应为：2NH3+3O22HNO2+2H2O，

故答案为：2，3，2，2 H2O；

②2NH3+3O22HNO2+2H2O，氧元素化合价0价降低到﹣2价做氧化剂，氮元

素化合价﹣3价升高到+2价，氨气做还原剂，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3：2，

故答案为：3：2；

③由反应可知，生成2molHNO2时转移2mol×[3﹣（﹣3）]＝12mol电子，则有0.6mol

电子发生转移时，生成亚硝酸0.6mol×＝0.1mol，其质量为0.1mol×47g/mol＝4.7g，故答案为：4.7g；

（4）步骤e中达到滴定终点的现象为溶液蓝色褪去且半分钟内不变化，若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL，

由O2～2MnO（OH）2～2I2～4S2O32﹣，可知水样的DO＝

＝400abmg/L，故答案为：当最后一滴标准液滴入时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内无变化；400ab。16．【解答】解：（1）A为氮的单质，为N2，D为氮的氰化物，化合价为﹣3价，D为NH3，工业上将N2合成氨，N2→NH3，氮气是单质，是游离态的氮，转变为化合态NH3，属于人工固氮，反应为：N2+3H22NH3，

故答案为：N2+3H22NH3；

（2）D为NH3，氨气催化氧化生成NO和水，该反应的方程式为：4NH3+5O2 4NO+6H2O，

故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O；

（3）G为NO2，J为HNO3，⑤为HNO3→NO2，可以为：Cu+4HNO3（浓）═Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O或者C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O或者4HNO3（浓）4NO2↑++O2↑+2H2O，

故答案为：Cu+4HNO3（浓）═Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O或者C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O或者4HNO3（浓）4NO2↑++O2↑+2H2O；

（4）R可与NaOH溶液反应：HNO2+NaOH═NaNO2+H2O，该反应为酸碱中和反应，HNO2为酸，该反应体现了R（HNO2）的酸性，

故答案为：酸；

（5）Q为+5价的氮的氧化物，为N2O5，五氧化二氮与水反应N2O5+H2O═2HNO3，故答案为：N2O5 ；N2O5+H2O═2HNO3；

（6）L为﹣3价的盐，为铵盐，次氯酸根离子具有氧化性，氧化铵根离子生成氮气，N 化合价（﹣3→0）生成1mol氮气转移6mole﹣，根据得失电子守恒，离子方程式为：2NH4++3ClO﹣═N2↑+3Cl﹣+3H2O+2H+，

故答案为：2NH4++3ClO﹣═N2↑+3Cl﹣+3H2O+2H+。